人工掘进式顶管施工技术（齐玉刚 刘勇）

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1、人工掘进式顶管施工技术（齐玉刚刘勇）　　摘要:顶管施工是一种新近发展起来的，不需要开挖地面就能够穿越地面建筑物、地下构筑物和地下管线的地下施工技术。潮州供水枢纽减压井间集水管工程正是采用了顶管施工技术，有效的穿越了地下各种管线，大大减小了管道施工对周边环境的影响，效果良好。顶管施工采用人工掘进顶管，即先开挖工作坑，再按照设计管线的位置和坡度，在工作坑底修筑基础、设置导轨，把管子安放在导轨上顶进。简要介绍人工掘进式顶管施工工艺。 　　关键词:顶管施工;地下管线;人工掘进;潮州供水枢纽工程 中图分类号:TV554文献标识码

2、:A 1工程概况 　　潮州供水枢纽工程位于广东省潮州市境内的韩江干流，坝址紧靠潮州市城区。减压井间集水管主要布设在城堤后的防汛公路、古树庙巷和南堤后的南春路上。集水管管径为1000～1200mm，每段井间管长约25m。 　　该地段道路狭窄，两侧受城墙和多层民宅制约，地下管线复杂。施工部位地质主要为人工填筑土，成分复杂，包括粘性土、沙土和杂填土等，厚约2～4m，填土下面为砂性黏土，砂层透水性好。 2顶管施工方法 　　顶管施工采用人工掘进顶管，即先开挖工作坑，再按照设计管线的位置和坡度，在工作坑底修筑基础、设置导轨，把管子

3、安放在导轨上顶进。顶进前，先在管前端人工开挖坑道，然后用千斤顶将管顶入。一节管顶完，再连接一节管继续顶进。千斤顶支撑于后背，后背支撑于人工后背墙上。 2.1施工程序 顶管工艺流程见图1。 2.2工作坑及其布置 　　工作坑开挖作业深度根据穿越处管道设计标高确定。人工配合单斗挖掘机进行开挖，每开挖2.0m深度后，采用板桩支护，直至开挖到设计管道高程下0.4m深度，基坑边缘挖集水坑抽除积水。工作坑由基础、导轨和后背墙组成。 　　工作坑基础。工作坑基础采用现浇混凝土基础。基础宽不小于管外径，按有关公式计算为3.8m。 　　长度

4、为1.2～1.3倍单节管长，按有关公式计算为5.0m。 　　基础厚度为30cmC10混凝土，在其上铺设导轨。 　　导轨。导轨的作用是引导混凝土管按设计的中心线和坡度顶入土中，保证管在将要顶入土中前的位置正确。施工中导轨采用槽钢铺设。 　　铺设导轨应注意满足以下要求:①两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。②导轨安装允许偏差轴线位置3mm，顶面高程0～+3mm，两轨内距±2mm。③安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常校核。 　　后背墙。后背墙与后背是千斤顶的支撑结构，施工中采用混凝土现浇后背

5、墙。其许可顶力不小于1.5倍的最大顶力。后背采用20mm厚钢板来均匀分布压力。 2.3顶铁与千斤顶 　　顶铁是顶进管道时，千斤顶与管道之间临时设置的传力构件。 　　顶铁安装和使用时应符合下列要求:①顶铁与轨道之间、顶铁与管道之间的接触面应保持干净，如有泥土或油污等，应擦拭干净，防止接触不良，相互滑动。②必须使千斤顶轴线、顶铁轴线和管道轴线相互平行。③更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁;顶铁拼装后应锁定;使用顶铁必须注意安全，加强防护。④顶铁与管口之间采用三合板作为缓冲材料，使顶力均匀的分部在管端，避免应力集中对管端的损伤

6、。 　　千斤顶的安装应符合下列要求:①千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上;②千斤顶的油路采用并联，每台千斤顶有进油、退油的控制系统。 2.4管道顶进 　　用起吊设备将管节轻放在轨道上，测量中线与前后两端高程，管节端面垂直顶管中轴线，第1节管节前安装工具管，主要用于管道纠偏。人工在工具管前端掘土，清出的土方用小车配以卷扬机外运出工作坑。待工具管前形成略大于工具管外径的圆形空间后，启动顶液压油缸，慢慢向前推进。在液压油缸达到行程后，退顶加入顶铁继续顶入。待首节管节顶入后，液压

7、油缸退回到起始位置，将第2管节与首节相连，人工继续掘土，如此循序渐进，在顶管过程中辅以纠偏、纠扭措施，直至顶入到设计位置，完成顶管作业。 2.5顶管纠偏 　　管道在顶进过程中，由于迎面阻力、管壁磨擦力分布不均和千斤顶顶力的微小偏心等都可能导致工具管前进的方向偏移或旋转。为保证管道的施工质量，必须及时纠正，才能避免施工偏差超过允许值。顶进过程中要“勤顶、勤挖、勤测、勤纠”。 纠偏采用挖土校正法和顶木校正法。 　　挖土校正法。在管子偏向设计中心线的一侧适当超挖，以使迎面阻力减小，而在相对一侧不超挖或留坎，使迎面阻力加大，形

8、成力偶，让首节管子调向，逐渐回到设计位置。高程检查结果如发现管子“低头”时，则在管顶处向上多挖土，管底处略挖出向上的斜坡;若管子顶进过程中发生“抬头”时，则在管前下部稍多挖土，管顶少挖土，再进行顶进即得以校正。此法适用于当偏差在10～30mm范围内时校正。 　　顶木校正法。当偏差大于30mm或利用挖土校正法无效时，用1根圆木，一端